OpenGL, Karakteristik Model Pencahayaan

Pada kesempatan kali ini. Saya akan share praktikum 02 mata kuliah Grafika Lanjut. 

Pada praktikum 02 Grafika Lanjut mahasiswa dituntut agar mampu menjelaskan model cahaya dan karakteristik dari model-model cahaya tersebut. Selanjutnya bagaimana cara menerapkan model tersebut dengan OpenGL. 

Sebetulnya pemodelan cahaya ini bertujuan tidak hanya berkaitan dengan redup atau terangnya sebuah obyek. Tujuannya adalah membuat obyek terlihat lebih realistik seperti yang ada didunia maya dengan memanfaatkan model-model pencahayaan. Salah satu pemodelan cahaya yang biasa dipakai yaitu model cahaya phong. Dalam model cahaya phong dapat digolongkan kedalam tiga kategori :

·    Cahaya sekitar / ambient light

Cahaya sekitar tidak berasal dari arah yang spesifik. Obyek menerima cahaya tidak langsung dari sumber cahaya tetapi berupa hasil pantulan tidak langsung dari sumber cahaya. Karakteristik obyek yang dikenai cahaya sekitar yaitu akan terang di seluruh permukaan di segala arah.

·    Cahaya tersebar / diffuse light

Cahaya tersebar adalah hasil interaksi sumber cahaya dengan permukaan yang menyebarkan cahaya karena permukaannya tidak rata atau kasar.

·    Cahaya biasa / specular light

Cahaya biasa merupakan hasil dari interaksi sumber cahaya dari arah tertentu terhadap permukaan benda. Permukaan yang terpancar cahaya akan terang dan yang tidak terpancar akan gelap tergantung dari sudut pandang terhadap posisi sumber cahaya dan obyek.

Berikut ini contoh program model pencahayaan

// deklarasikan semua header disini

#include "stdafx.h"

#include <windows.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <math.h>

#include <glut.h>

// inisialisasi variabel untuk transformasi seperti translasi, rotasi atau scaling

// gunakan bila perlu

float angle = 0.0f; 

float posX = 0.0f, rotX =  0.0f;

float posY = 0.0f, rotY =  0.0f;

float posZ = 5.0f, rotZ = -1.0f;

float objectAngle = 0.0f;

float objectPosX = 0.0f;

float objectPosY = 0.0f;

float objectPosZ = 0.0f;

// saklar untuk mematikan / menghidupkan pencahayaan

bool light0 = false;

bool light1 = false;

// material obyek

float matShininess[] = { 100.0 };

float matSurface[] = { 0.5, 0.5, 0.5, 0.0 };

float matSpecular[] = { 1.0, 1.0, 1.0, 0.0 };

// warna sumber cahaya

float lightColor0[] = { 0.0, 0.0, 1.0, 1.0 }; // biru

float lightColor1[] = { 0.0, 0.0, 0.0, 0.0 }; // hitam

//float lightColor2[] = { 0.0, 1.0, 0.0, 1.0 }; // hijau

// posisi sumber cahaya

float lightPosition0[] = { 10.0, -10.0, 10.0, 1.0 };

float lightPosition1[] = { -10.0, -10.0, 10.0, 1.0 };

//float lightPosition2[] = { 0.0, 10.0, 10.0, 1.0 };

// fungsi untuk menggambar obyek

void drawObject()

{

    // obyek bisa dimasukkan diantara glPushMatrix() dan glPopMatrix() 

    // fungsinya agar obyek tidak terpengaruh atau mempengaruhi obyek lain

    // saat diwarnai, ditransformasi dan sebagainya

    glPushMatrix();

    // operasi transformasi rotasi ke arah sumbu X (gunakan bila perlu)

    glRotatef(objectAngle, objectPosX, objectPosY, objectPosZ);

    // set warna obyek ke warna hijau (0, 1, 0)

    glColor3f(0.5f, 0.5f, 0.5f);

    // bila menggambar obyek harus diawali glBegin(tipe obyek) dan diakhiri dengan glEnd()

    // kecuali menggunakan fungsi yang sudah ada di GLUT-OpenGL seperti dibawah ini

    glutSolidSphere(1.0f, 50, 50);

    glPopMatrix();

}

// taruh semua obyek yang akan digambar di fungsi display()

void display()

{

    // bersihkan layar dan buffer

    glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

    glLoadIdentity();

GLfloat spotPosition0[] = {-1.0, 1.0, 0.0 }; 

    // set warna dan posisi sumber cahaya 

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightPosition0);    // set posisi sumber cahaya 0

    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_POSITION, lightPosition1);    // set posisi sumber cahaya 1

   // glLightfv(GL_LIGHT2, GL_POSITION, lightPosition2);    // set posisi sumber cahaya 2

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_DIFFUSE, lightColor0);    // set warna sumber cahaya 0

    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_DIFFUSE, lightColor1);    // set warna sumber cahaya 1

    //glLightfv(GL_LIGHT0, GL_AMBIENT, lightColor0);    // set warna sumber cahaya 0

    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_AMBIENT, lightColor1);    // set warna sumber cahaya 1

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPECULAR, lightColor0);        // set warna sumber cahaya 0

    glLightfv(GL_LIGHT1, GL_SPECULAR, lightColor1);        // set warna sumber cahaya 1

    //glLightfv(GL_LIGHT2, GL_SPECULAR, lightColor2);    // set warna sumber cahaya 2

    //GLfloat spotPosition0[] = {-1.0, 1.0, 0.0 };            // arah lampu sorot

    glLightfv(GL_LIGHT0, GL_SPOT_DIRECTION, spotPosition0);    // set arah lampu sorot

    glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_CUTOFF, 45.0);                // set lebar sudut sorot

    glLightf(GL_LIGHT0, GL_SPOT_EXPONENT, 0.1);                // set intensitas lampu

    // perlakuan permukaan obyek

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT, matSurface);        // set material permukaan model ambient 

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SPECULAR, matSpecular);    // set material permukaan model specular

    glMaterialfv(GL_FRONT, GL_SHININESS, matShininess);    // set material permukaan mengkilat

    // matikan atau hidupkan sumber cahaya

    if (light0)

        glDisable(GL_LIGHT0);

    else

        glEnable(GL_LIGHT0);

    if (light1)

        glDisable(GL_LIGHT1);

    else

        glEnable(GL_LIGHT1);

    // posisikan kamera pandang

    // dalam hal ini sumbu Y ada diatas dan posisi kamera pandang di (posX, posY, posZ)

    gluLookAt(posX, posY, posZ, posX + rotX, posY + rotY, posZ + rotZ, 0.0f, 1.0f, 0.0f);

    // panggil fungsi untuk menggambar obyek

    drawObject();

    

    // tampilkan obyek ke layar

    // gunakan glFlush() bila memakai single buffer

    // gunakan glutSwapBuffers() bila memakai double buffer

    glutSwapBuffers();

}

// inisialisasi variabel, pencahayaan, tekstur dan pengaturan kamera pandang di fungsi init()

void init(void)

{

    // inisialisasi warna background layar

    glClearColor(1.0, 1.0, 1.0, 0.0);

    glEnable(GL_DEPTH_TEST);                // mengaktifkan depth buffer

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);        

    glLoadIdentity();

    gluPerspective(45.0, 1.0, 1.0, 100.0);    // set proyeksi ke perspektif

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);                

    glLoadIdentity();                        

    // set kamera pandang awal

    gluLookAt(0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0, 0.0);

    // aktifkan pencahayaan dan warna material

    glEnable(GL_LIGHTING);    

    glEnable(GL_LIGHT0);    // sumber cahaya pertama (maksimal 8 sumber cahaya)

    glEnable(GL_LIGHT1);    // sumber cahaya kedua (maksimal 8 sumber cahaya)

    glEnable(GL_LIGHT2);    // sumber cahaya ketiga (maksimal 8 sumber cahaya)

    glEnable(GL_COLOR_MATERIAL); // aktifkan perlakuan ke permukaan

}

// fungsi ini digunakan bila layar akan diresize (default)

void reshape(int w, int h)

{

    glViewport(0, 0, (GLsizei)w, (GLsizei)h);

    glMatrixMode(GL_PROJECTION);

    glLoadIdentity();

    gluPerspective(45, (GLfloat)w / (GLfloat)h, 1.0, 100.0);

    glMatrixMode(GL_MODELVIEW);

}

// fungsi untuk mengatur masukan dari keyboard untuk arah kiri, kanan, atas, dan bawah

void keyboard(int key, int x, int y)

{

    float fraction = 0.1f;

    switch (key) 

    {

    case GLUT_KEY_F1:

        // masukkan perintah disini bila tombol F1 ditekan 

        light0 = !light0;        // matikan / hidupkan sumber cahaya 0

        glutPostRedisplay();

        break;

    case GLUT_KEY_F2:

        // masukkan perintah disini bila tombol F2 ditekan 

        light1 = !light1;        // matikan / hidupkan sumber cahaya 1

        glutPostRedisplay();

        break;

    case GLUT_KEY_LEFT:

        // masukkan perintah disini bila tombol kiri ditekan 

        // dalam hal ini perintah rotasi obyek ke kiri sebanyak 1 derajat 

        objectAngle -= 1.0f;

        objectPosX = 0.0f;

        objectPosY = 1.0f;

        objectPosZ = 0.0f;

        glutPostRedisplay();    // update obyek

        break;

    case GLUT_KEY_RIGHT:

        // masukkan perintah disini bila tombol kanan ditekan

        // dalam hal ini perintah rotasi obyek ke kanan sebanyak 1 derajat 

        objectAngle += 1.0f;

        objectPosX = 0.0f;

        objectPosY = 1.0f;

        objectPosZ = 0.0f;

        glutPostRedisplay();    // update obyek

        break;

    case GLUT_KEY_UP:

        // masukkan perintah disini bila tombol atas ditekan

        // dalam hal ini perintah rotasi obyek ke atas sebanyak 1 derajat 

        objectAngle -= 1.0f;

        objectPosX = 1.0f;

        objectPosY = 0.0f;

        objectPosZ = 0.0f;

        glutPostRedisplay();    // update obyek

        break;

    case GLUT_KEY_DOWN:

        // masukkan perintah disini bila tombol bawah ditekan

        // dalam hal ini perintah rotasi obyek ke bawah sebanyak 1 derajat 

        objectAngle += 1.0f;

        objectPosX = 1.0f;

        objectPosY = 0.0f;

        objectPosZ = 0.0f;

        glutPostRedisplay();    // update obyek

        break;

    // zoom in

    case GLUT_KEY_PAGE_UP:

        // masukkan perintah disini bila tombol PgUp ditekan

        posX += rotX * fraction;        

        posZ += rotZ * fraction;

        glutPostRedisplay();    // update obyek

        break;

    // zoom out

    case GLUT_KEY_PAGE_DOWN:

        // masukkan perintah disini bila tombol PgDn ditekan

        posX -= rotX * fraction;

        posZ -= rotZ * fraction;

        glutPostRedisplay();    // update obyek

        break;

    }

}

// timer untuk animasi (gunakan bila perlu)

void timer(int value)

{

    glutPostRedisplay();

    glutTimerFunc(55, timer, 0);

}

// program utama

int main(int argc, char** argv)

{

    // inisialisasi jendela OpenGL

    // GLUT_SINGLE berarti memakai single buffer

    // GLUT_DOUBLE berarti memakai double buffer

    // GLUT_RGB berarti mode tampilan yang dipakai RGB

    // GLUT_RGBA berarti mode tampilang yang dipakai RGBA

    // GLUT_DEPTH berarti memakai depth buffer

    glutInit(&argc, argv);

    glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);

    // set ukuran jendela tampilan

    glutInitWindowSize(480, 480);        // besarnya jendela dalam piksel dalam hal ini 300x300

    glutInitWindowPosition(100, 100);    // posisi jendela dilayar komputer dalam piksel

    // judul jendela (wajib diubah dengan informasi NAMA / NIM - JUDUL PRAKTIKUM masing-masing)

glutCreateWindow("PRAKTIKUM 2 - IMAM MUAMAR KHARISMA - 1501318006");

printf("PRAKTIKUM 02\n "); 

printf("Imam Muamar Kharisma \n "); 

printf("\n "); 

printf("\n "); 

printf("\n "); 

printf("\n "); 

    

    // panggil fungsi init untuk inisialisasi awal

    init();

    // event handler untuk display, reshape dan keyboard

    glutDisplayFunc(display);   // display

    glutReshapeFunc(reshape);   // reshape

    glutSpecialFunc(keyboard);  // keyboard

    //glutTimerFunc(0, timer, 0); // aktifkan timer bila perlu

    // looping

    glutMainLoop();

    return 0;

}

Hasil :

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share